يعدّ كوكب عطارد من أقرب الكواكب إلى الشمس . رآه قدماء الإغريقيين كجرم لامع بعيد الغروب ودعوه على اسم الإله هيرمس، ورأوه أيضاً قبيل الشروق كجرم لامع وأطلقوا عليه اسم الإله أبولو، ظناً منهم أنهما جرمان مختلفان ومرت فترة طويلة قبل أن يدركوا أنهما جرم واحد وأطلقوا عليه اسم رسول الآلهة عطارد لأنه قريب من الشمس. عطارد الذي يدور في كنف أمه الشمس في مدار داخلي بالنسبة لراصد من الأرض لا يرتفع كثيراً في السماء فهو يرى دائماً في الأفق وما هي إلا فترة قصيرة حتى يغرب. ولهذا فإن الكثير من الفلكيين لم يتمكنوا من رصده بالعين المجردة. ولا يمكن كذلك رصد هذا الكوكب على خلفية مظلمة في السماء لأنه يغرب سريعاً بعد الشمس. ولكن يعمد العلماء لدراسته عن طريق رصده أثناء ساعات النهار باستخدام مقارب كبيرة. إذ يكون الكوكب مرتفعاً عن الأفق وكذلك الشمس تكون مرتفعة عن الأفق أيضاً.
استكشاف الكوكب عطارد:
كثيراً ما كنت أشعر بالأسف لإهمال العلماء هذا الكوكب حتى أن البعض دعاه الكوكب المنسي، فمنذ أن مرت مركبة الفضاء غير المأهولة مارينر- 10 Mariner 10 بالقرب من الكوكب بين عامي 1974-1975 ، لم يتم إرسال أي مركبة نحوه منذ ذلك الحين، وحتى إطلاق المركبة الجديدة الرسول Messenger عام 2004 من ناسا لتتوجه نحو هذا الكوكب وتصله عام 2011 لتبدأ مرحلة الدراسة الجديدة للكوكب . وقد تم إطلاق المركبة مارينر- 10 في 13/11/1973 من قاعدة كاب كانفيرال في رحلة لاستكشاف الكواكب الداخلية وكان هدف الرحلة هو زيارة كوكب الزهرة ثم تنطلق المركبة لتأخذ لها مداراً حول الشمس حيث تعبر وهي في حضيضها الشمسي من أمام كوكب عطارد، أما وهي في الأوج فتكون في مدار يقع بين الأرض والزهرة . وقد عبرت بالقرب منه ثلاث مرات فقط وكان أول عبور في 29/3/1974 ثم في 21/9/1974 وكان العبور الثالث والأخير في 16/3/1975 وفي هذه العبورات كانت قريبة من الكوكب واستطاعت أن ترسل لنا كماً هائلاً من الصور الرائعة لسطح هذا الكوكب.
وكانت المركبة قد وضعت في مدار حول الشمس بحيث تقطع مسافة المدار في 176 يوم لتعاود المرور حول الكوكب كل ستة أشهر تقريباً. ولكنها كانت تعبر من أمام الكوكب في نفس المنطقة في كل مرة، فلم تغطي كاميرات هذه الرحلة أكثر من 45% من مساحة سطح الكوكب. وبعد هذه الدورة فقد الاتصال مع هذه المركبة في 24/3/1975 وبقيت في مدارها حول الشمس دون المقدرة للوصول إليها أو إعادتها للحياة ثانية
مدار الكوكب عطارد:
هذا الكوكب الصغير الذي لا يتجاوز قطره 4879 كلم أكبر من قمرنا الأرضي بقليل يدور بعيداً عن الشمس بمسافة 58 مليون كلم بالمتوسط ( 0.38 وحدة فلكية) في مدار إهليلجي يكون فيه في الحضيض على بعد 46 مليون كلم، وفي الأوج على بعد يقارب 70 مليون كلم. فنرى أن الكوكب يقترب كثيراً من الشمس وهو في الحضيض حيث تزداد سرعته ويتباطأ وهو في الأوج. وهذا المدار يشذ قليلاً عن مدارات الكواكب الأخرى والتي تدور على مستوى استواء الشمس (دائرة البروج) تقريباً. حيث يميل مدار الكوكب عن هذا المستوى بمعدل سبع درجات ولا يشابهه في هذا الشذوذ المداري إلا الكوكب القزم بلوتو. وتبلغ أقصى مسافة يبعدها الكوكب عن الأرض حوالي 219 مليون كلم وأدنى مسافة حوالي92 مليون كلم. وبسبب قربه الشديد من الشمس فإن أكبر درجة استطالة له في السماء تتراوح بين 28 درجة حيث يمكن رؤية الكوكب قبيل الشروق في الأفق الشرقي، حيث يكون الكوكب في أبعد مسافة له عن الشمس من الجهة الغربية ويكون عندها في الأوج وتدعى أقصى استطالة غربية، و18 درجة حيث يمكن رؤية الكوكب بعيد الغروب في الأفق الغربي ،حيث يكون الكوكب في أبعد مسافة له عن الشمس من الجهة الشرقية ويكون عندها في الحضيض وتدعى أقصى استطالة شرقية.
ولأن مدار هذا الكوكب داخلي بالنسبة للأرض فقد يحدث أن يمر الكوكب من أمام قرص الشمس أثناء دورانه وهو ما يعرف بالعبورTransit. وتم رصد أول عبور للكوكب من أمام قرص الشمس في 7/11/1631 م من قبل العالم كبلر. ومن متابعة مواعيد عبور الكوكب أمام قرص الشمس ورصدها حتى الوقت الحاضر تم ملاحظة أن هذه العملية تحدث فقط في شهري أيار وتشرين الثاني. وعبور تشرين ثاني يحدث في فترات تتراوح كل 7، 13، 33 سنة، أما عبور أيار فيحدث كل 13، و33 سنة، وآخر ثلاث عبورات كانت في الأعوام 1999، 2003، 2006 م.
ويكون عبور شهر أيار عندما يكون الكوكب في الأوج البعيد عن الشمس أما عبور شهر تشرين الثاني فيكون الكوكب في الحضيض أي قريب من الشمس ( وهي الحالة الأكثر حدوثاً إذ تحدث بنسبة 3:7 ) ولكن ما يميز العبور أمام الشمس في شهر أيار أنه أطول إذ يستمر الكوكب في السير أمام قرص الشمس لمدة تسع ساعات، يمكن خلالها مراقبة الكوكب يتحرك أمام قرص الشمس كبقعة داكنة وهو يدور من الغرب إلى الشرق في مداره.
يستغرق الكوكب عطارد 88 يوماً أرضياً ليدور حول الشمس دورة واحدة (0.24 سنة أرضية).أما دورته اليومية حول محوره فإن لها تاريخ قبل إرسال المجس مارينز –10 لهذا الكوكب .حيث كانت أول دراسة للكوكب باستخدام المقراب من قبل ويليام هيرتشل في القرن الثامن عشر. ثم قام العالم شيباريللي Schiaparelli بوضع أول خارطة له من الدراسة بين عام 1881 إلى عام 1889، حيث رصد بقع داكنة على سطحه واستمر في رؤية هذه البقع ورصد حركتها ، وقد عزى سبب رؤية نفس التضاريس إلى أن الكوكب يدير نفس الوجه للأرض وهو في الحضيض فوجد أن دورة الكوكب حول نفسه مساوية لدورته حول الشمس Synchronous rotate حيث أنه يدير للشمس نفس الوجه دائماً وللأرض نفس الوجه دائماً. وهو يستغرق في دورته حول الشمس زمن مقداره 88 يوم أرضي وبذلك يكون له وجه دائماً نهاراً مقابل الشمس والنصف الآخر ليلاً في الجهة المقابلة للشمس. و بقي الحال كذلك حتى عام 1962 حين قام العالم هاورد و زملائه في متيشغان بدراسة الأشعة الحمراء المنعكسة عن الجانب المظلم المقابل للأرض و وجد أنه ادفأ من أن يكون في ليل دائم و عليه فإن الكوكب لابد وأن يدور حول الشمس بحيث تسقط الشمس على جميع أوجهه بالترتيب ليل ونهار.
وفي العام 1965 كان التأكيد القاطع على عدم تساوي اليوم و السنة على الكوكب بعد أن قام العالمان بيتنجلPettengill و دايس Dyce في بورتوريكو باستخدام المقراب الراديوي لدراسة عطارد. حيث تم إرسال موجات ذات تردد معلوم إلى الكوكب و اصطدمت به و ارتدت عن سطحه باتجاه المصدر أي الأرض واستقبلت بواسطة التلسكوب الراديوي نفسه فاعتبر مستقبلا للموجات بعد عشر دقائق من كونه مرسلاً لها. وعند دراسة الموجات المرتدة وجد أن الكوكب يدور حول نفسه وليس ثابتاً مقابلاً للشمس بوجه واحد كما كان يعتقد. فاذا افترضنا أن الكوكب ثابت ويواجه الشمس بوجه واحد دائماً سيكون طول الموجة المرتدة مساوية لطول الموجة المنبعثة من الأرض . أما إذا كان الكوكب يتحرك و يغير اتجاه نحو الشمس في تعاقب فان الأمواج المرتدة نحو الأرض ستختلف حسب الجزء المرتدة عنه اعتمادا على ظاهرة دوبلر . فالموجة المرتدة عن الجزء الذي يتحرك مقتربا باتجاه الأرض يكون ترددها عالي (طول الموجة اقل ) و يكون الأنزياح نحو الأزرق أم الجزء الذي يتحرك مبتعدا عن الأرض فإن تردد الموجة المرتدة عنه سيكون منخفض (طول الموجة اكبر) و يعتبر انزياح نحو الأحمر. وكانت النتائج لدراسة الأمواج المرتدة فعلا عن الكوكب مطابقة للتوقع الأخير . وبتطبيق العلاقات الرياضية على هذه النتائج كانت مدة دوران الكوكب حول نفسه تساوي58.7 يوماً و هو دوران بطيء جداً ،فإذا عطارد يدور حول محوره كاملاً أمام الشمس ويحدث عليه تعاقب الليل و النهار .ويدور حول محوره مثل الأرض من الغرب إلى الشرق، فتشرق الشمس على أرض عطارد من الشرق ثم تغرب من الغرب. لقد انتبه العالم الإيطالي جوسيب كولمبوGuiseppe Colombo إلى أن هذه الدورة اليومية للكوكب حول محوره في 59 يوم تعادل تقريباً ثلثي دورته السنوية حول الشمس في 88 يوم أي عندما يدور الكوكب حول نفسه ثلاث دورات كاملة يكون قد دار حول الشمس دورتين كاملتين ببساطة كل ثلاث أيام عطاردية تعادل سنتين عطارديتين و بهذا يكون التناغم في دورة عطارد السنوية إلى اليومية بنسبة 3:2 . وهناك حركة ثالثة غريبة لهذا الكوكب و هي اليوم الشمسي ويمثل الزمن منذ شروق الشمس إلى شروقها ثانية على نفس الموقع من الكوكب وهي تعادل سنتين من سنوات عطارد أو 176 يوم أرضي. وعزا العلماء سبب هذا التناغم إلى؛ مدار الكوكب الإهليلجي العالي الشذوذية المركزية e= 0.21 وبالتالي يغيّر من سرعته في مداره. وأيضاً إلى بطئ دورة الكوكب حول نفسه بفعل قوة جذب الشمس القوية وأيضاً لعدم وجود أي أقمار تابعة له ساعد على هذا البطء.
الحرارة والجو على عطارد:
يدور كوكب عطارد وهو قائم في مداره حول الشمس بحيث يكون نصف الكوكب تماماً مقابلاً للشمس في النهار والنصف الآخر تماماً في الليل، ولهذا يحدث على سطحه تباين حراري هائل ليس له مثيل بين الكواكب في المجموعة الشمسية. ففي النهار تكون أشعة الشمس ساطعة ومباشرة عليه فترفع درجة الحرارة على هذا الجانب إلى حوالي 700 درجة كلفن (427 ْْ س) وعندما يدور ليصبح هذا الوجه في الطرف البعيد عن الشمس يدخل في ظلام حالك وبرودة شديدة لتصل درجة حرارة سطحه إلى 100 ْ كلفن ( -183 ْ س) مما يجعل التباين كبير حيث يصل إلى حوالي 600 ْ كلفن ما بين الليل المتجمد القارص البرودة وبين النهار الملتهب الحارق.
ويعزى سبب هذا التباين الشديد في الحرارة السطحية على كوكب عطارد إلى غياب الغلاف الجوي غياباً شبه تام إذ يعتبر عطارد مفرغا من الغازات، وكان العلماء يعمدون إلى عدة وسائل ليتمكنوا من دراسة وجود أو غياب الغلاف الجوي،أولها بمراقبة تكون أي شكل من أشكال الغيوم أو الضباب الطافي على سطح الكوكب ،وثانيها التحليل الطيفي خلال النهار لتوضيح إمكانية امتصاص الضوء من قبل مكونات الغلاف الجوي ،وثالثها دراسة انعكاس الأشعة على سطح النجوم المارة بالقرب من الكوكب أو أثناء حدوث الاستتار.ولكن أي من هذه الدراسات لم يعطي أي نتيجة إيجابية أو دلالة على وجود أي شكل من أشكال الغلاف الجوي عليه.
وقد لجأ العلماء إلى طريقة رابعة باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية على الجانب المظلم من الكوكب ورصد الضوء المنبعث من مكونات الغلاف الجوي بما يشبه الشفق القطبي Aurora على الأرض. ولم تحدد هذه الطريقة أي نتائج عن الغلاف الجوي.وعند اقتراب المركبة مارينر –10 من الكوكب استطاعت تحسس مكونات رقيقة جداً لا تلبث أن تغيّر تركيزها وهي غازات الهيدروجين الهيليوم الصوديوم والبوتاسيوم ويعتقد أن سبب وجود الهيدروجين والهيليوم هو حمل الرياح الشمسية لها فيكون مصدرها بذلك الشمس.أما الصوديوم والبوتاسيوم فمصدرها من سطح الكوكب وقد يكون بفعل الرياح الشمسية على صخور الكوكب حيث تصطدم بها بشدو وتؤدي إلى حت واقتلاع هذه الذرات وبثها في تراكيز خفيفة جداً حول الكوكب.ويعتقد البعض الآخر من العلماء هو ضربات النيازك على سطح الكوكب. وأي كان مصدرها فإن غياب الغلاف الجوي يجعل الضغط الجوي منخفضاً جداً لدرجة العدم وقدر بأنه يبلغ 2 × 10-10 مليبار وبالتالي يعتبر الجو شبه مفرغ كما أسلفنا. وقد تكون الجاذبية لهذا الكوكب والتي تقدر ب 0.4 من الجاذبية الأرضية عاملاً لغياب الغلاف الجوي إذ لا تستطيع هذه الجاذبية الضعيفة الاحتفاظ بالغازات حول الكوكب.ولعدم وجود غازات تحيط به على شكل غلاف فإن الانعكاسية (ألبيدو) لسطحه تكون قليلة جداً = 0.1 ولكنه يظهر لامعاً لقربه من الشمس
تضاريس سطح كوكب عطارد:
عندما اقتربت المركبة مارينر –10 برحلتها الوحيدة للكوكب عطارد، وقامت ببث مجموعة من الصور دهش الجميع لشدة الشبه بين هذا الكوكب والقمر الأرضي ويعود سبب هذا التشابه الشديد بين الجرمين إلى وجود هذا الكم الهائل من الفوهات مختلفة الأقطار ولكنها تشابه الكثير مما يدل على أن عمر عطارد والقمر لشك متساويان من حيث تاريخ الأحداث الجيولوجية لسطحها. أول فوهة تم رصدها هي فوهة (كويبر) وقد تم تصوير العديد من أشكال التضاريس فتم رصد أراضي منبسطة ومرتفعات و أودية و منحدرات وخنادق و سلاسل من التلالscarps تمتد على السطح و تقطع بعض الفوهات ،مما يدل على أنها حدثت بعد الانتهاء من وابل الاصطدامات النيزكية التي حدثت على سطح الكوكب قديماً. وقد تكون بعض التضاريس قد ظهرت بسبب تبرد سطح الكوكب السريع و تجمد قشرته مثل التجاعيد. ومن أشهر معالم السطح قطبان حاران تصل فيهما درجة الحرارة إلى أعلى ارتفاع، يقع في القطب الأول أشهر فوهة وهي حوض كالوريس Caloris التي يقدر عمرها بـ 4 آلاف مليون سنة ويعتقد أن سبب تكونها هو اصطدام ضخم حصل على سطح الكوكب في هذه المنطقة ودعيت بهذا الاسم لتعني الحرارة Calorie حيث الحرارة إلى أقصى درجاتها =430 ْ س حين يكون هذا الحوض في الحضيض و مقابل الشمس مباشرة. أما في الجهة المقابلة للحوض مباشرة من الجهة الأخرى منطقة ذات مرتفعات و تضاريس شاذة غير منتظمة تغطي 360 ألف كلم2 من مساحة الكوكب وتتألف من أودية و تلال و جبال تصل إلى 2 كلم في الارتفاع و تدعى الأرض الغريبة weird terrain والتي يعتقد أن الموجات الناتجة عن الاصطدام المسبب لفوهة كالوريس هي السبب في تكوين هذه المنطقة على الجهة المقابلة .
ومن الجدير بالذكر أن مارينر- 10 لم تستطيع تصوير سوى نصف فوهة كالوريس وذلك لوقوعها على الخط الفاصل بين الليل و النهار فتم تصوير الجزء الواقع في النهار فقط ومنها تم الاستنتاج أن قطر هذه الفوهة =1300 كلم محاطة بسلسلة من المرتفعات التي تتراوح بين 1-2 كلم في ارتفاعها وقد تم تسمية التضاريس بأسماء العديد من المشاهير. يتميز سطح عطارد ببعض المميزات والتي لا توجد على القمر تحتاج إلى دراسة جيولوجية متعمقة مثل ملاحظة أن المقذوفات من الفوهات الصدمية لا تتناثر بعيدة عن الفوهة مقارنة مع القمر بسبب جاذبية الكوكب و التي تساوي رغم ضالتها ضعف جاذبية القمر، و كذلك المناطق المرتفعة تعتبر اقل انخفاضا من مرتفعات القمر لنفس السبب. يوجد على سطح عطارد مظهر يتالف من سلسة من التلال الملتوية و تمتد لمسافة500كلم يصل بعضها إلى ارتفاع 3 كلم تميز سطحه عن القمر. ويتميز السطح بوجود بعض الفوهات المتداخلة و مناطق ذات كم هائل من الفوهات الصغيرة و يبدو السطح عندها خشن الملامح. ولوحظ عدم وجود صفائح قاريةPlate tectonics على عطارد مشابهة بالقمر و لعل تسمية الكوكب باسم الكوكب الممل يعود للتشابه الكبير بينه و بين القمر الأرضي. وجد من الدراسات إن صخور الكوكب تحتوي على تيتانيوم وحديد بنسب اقل من صخور القمر و إنها من نوع الصخور البازلتية. و في عام 1991 تم التقاط صور راديوية للكوكب ووجد من الدراسات أثناء تحليلها دلالات على وجود صفائح من جليد الماء في منطقة القطب الشمالي للكوكب في منطقة تقع في ظل بعض الفوهات و لم تصل إليها كاميرات المركبة مارنير–10 . الكتلة الكثافة والتركيب: من أحد النواتج الهامة للمركبة مارينر-10 هو حساب كتلة الكوكب عطارد إذ تعذر حسابها من الأرض لصغر حجمه إذ يبلغ قطره 4879 كلم و كذلك لعدم وجود أقمار تابعة. ولكن مارينر-10 استطاعت حساب كتلته و كانت تساوي 3.302 ×10 23 كغم وهي كتلة كبيرة بالنسبة إلى حجمه الصغير(0.06 من كتلة الأرض). وبالتالي هو كوكب ثقيل جدا (حيث انه أكبر من القمر بقليل لكن له أربع أضعاف وزنه). لا شك و أن كثافة الكوكب الكبيرة تصل إلى 5.43 غم/ سم3 (قريبة جدا من كثافة الأرض) تدل على وجود نسبة كبيرة من الحديد في نواته بل تشكل الجزء الأكبر من تركيبه . وتم التوقع بان تكون النواة الحديدية تشكل 3600 كلم من قطر الكوكب (أي ما يعادل 80% من نواته ) تقريباً3/4 الحجم. وهذه النواة الحديدية محاطة بطبقة رقيقة من الصخور تصل إلى 600كلم في سمكها. ولعل هذا سبب تسمية الكوكب عطارد بالكوكب الحديدي.
ويعتقد بعض الفلكين أن قشرته الصخرية كانت أكبر لكن بفعل اصطدام قد حدث أثناء دورة حياة هذا الكوكب -الحافل بالأحداث- أطاح بجزء كبير من قشرته وبقي منه نواة حديدية محاطة بقشرية من الصخور الرقيقة. وليس هذا فحسب، بل لعل هذا ما يفسر مدار الكوكب الشاذ المائل 7 ْعن خط دائرة البروج. وحتى يُحدث هذا الاصطدام هذه النتيجة يجب أن يكون الجرم الذي قام بالاصطدام ذا كتلة تعادل0.2 من كتلة الكوكب و سرعة تصادم تعادل 20 كلم/ث. ويعتقد العلماء أن عطارد كوكب ميت من الناحية الجيولوجية منذ أكثر من أربعة بليون سنة مثل القمر تماماً. الحقل المغناطيسي : من النتائج المفاجئة لدراسات نتائج المركبة مارينر-10 اكتشاف إشارات إيجابية لمجسات الحقل المغناطيسي المحمولة على المركبة. فقد كانت المركبة تحمل أجهزة للكشف عن أي أثر للحقل المغناطيسي للكوكب و كم كان هذا الناتج مدهشاً. فمن المعتقد أن الكوكب و لصغر حجمه قد تجمد بسرعة و بردت نواه الحديدية وتصلبت منذ زمن بعيد و لا تستطيع أن تعمل عمل دينامو وتكون مصدر هذه القوة المغناطيسية التي تعادل 1/100من قوة مجال الأرض المغناطيسي. ومن العلم أن الكوكب يحتاج إلى نواة منصهرة و سرعة دوران كافية لإحداث حقل مغناطيسي. وجد أن لكوكب عطارد حقل مغناطيسي مشابه للمجال المغناطيسي الأرضي أي أن البوصلة على سطحه تنحرف إبرتها نحو القطب الشمالي الجغرافي و أن هذا المجال قوي بما فيه الكفاية ليحرف الرياح الشمسية. و قد وجد أن محور هذا المجال المغناطيسي ينحرف قليلاً عن محور دوران الكوكب حول نفسه. هذه النتائج كانت مفاجئة لأنه إذا علمت أنه ليس للقمر، والزهرة، والمريخ أي مجال مغناطيسي فنستطيع القول أن كوكب عطارد فريد من هذه الخاصية لذلك لا بد لنا من تفسير مصدر هذه القوة. وأول استنتاج توصل إليه العلماء أن نواة هذا الكوكب لا تزال منصهرة وليست متصلبة، ولكن! الكوكب بطيء جداً في دورته حول نفسه بحيث لا تكفي هذه السرعة لتوليد هذه القوة المغناطيسية. فهاهو كوكب الزهرة الأكيد أن نواته سائلة ولكن ليس له حقل مغناطيسي بسبب بطئ دورانه حول محوره. مصدر هذا الحقل لاشك أنه لا يزال غامضاً و غير معروف و نحتاج إلى تفسير مقنع.
